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Intel大秀11代酷睿、Xe独立显卡:翻天覆地!

 zjshzq 2020-08-25

日前的2020年度架构日上,Intel首次公开介绍了下一代低功耗移动酷睿平台Tiger Lake的详细架构设计,以及所用的10nm SuperFin新工艺,可以理解为10nm++版本。

HotChips 2020半导体大会上,Intel又一次公开讲解了Tiger Lake的架构设计,并第一次亮出了Tiger Lake的晶圆:

唯一可惜的,这次是线上会议,晶圆也只能通过视频欣赏一下,看不到近处细节,不能数一数一块晶圆能产出多少芯片,自然无法估算大致面积。

Tiger Lake架构、10nm SuperFin工艺的具体特点就不重复了,只看一张Tiger Lake架构的整体图:

其中,标注蓝色的部分是全新增加的,黄色是在Ice Lake基础上升级的,灰色部分则是和Ice Lake完全一致,而这部分是最少的,而且都是一些无关紧要的模块,进一步验证了Tiger Lake架构的变革之大。

新增部分:1.25MB每核心二级缓存、12MB三级缓存、Xe GPU核显、多媒体引擎、显示引擎、32GB LPDDR5-5400内存支持(后期升级)、IPU6图像处理单元、PCIe 4.0(移动平台第一次)、USB4、Thunderbolt 4。

升级部分:32GB LPDDR4X-4267内存、一致性缓存结构、显示输入输出、USB Type-C输出、高斯网络加速器GAN 2.0、电源管理、FIVR(全集成电压稳压器)、调试与时钟模块。

不变部分:64GB DDR4-3200内存、SGX、OPIO。

Intel中国官微也发布了中文版的Tiger Lake解析图,将它的重要升级分为了8大方向,具体如下:

·全新的Willow Cove CPU核心,基于10nm SuperFin工艺,之前Intel官方可是宣称它可以媲美友商7nm工艺的。

·新的Xe图形架构,拥有高达96个EU单元,每瓦性能显著提高。

·电源管理,一致性结构中的自主动态电压频率调整DVFS提高了FIVR全集成电压稳压器的效率。

·结构及内存,一致性结构带宽增加2倍,内存带宽提升到86GB/s。

·高斯网络加速器GNA 2.0专用IP,用于低功耗神经推理计算,减轻CPU处理器。

·IO,CPU上集成PCIe 4.0、TB4及SB 4,用于低延迟、高带宽设备对内存的访问。

·显示:高达64GB/s的同步传输带宽,支持多个高分辨率显示器

·IPU6:多达6个传感器,具有4K30帧视频、27MP像素图像、最高4K90帧和42MP像素架构功能。

同样是在日前的2020年度架构日活动上,Intel公布了Xe GPU详细的架构设计,而在今早的HotChips 2020半导体芯片大会上,Intel又进一步做了公开讲解。

同时,Raja Koduri还公开展示了四芯片封装的Xe HP高性能版本,并首次亮出了它的背面封装设计,可以看到密密麻麻的电容等元器件,可以分为多达16个区域,每四个对应一颗芯片。

Xe HP高性能版本提供1 Tile、2 Tile、4 Tile三种规格,分别在内部封装一个、两个、四个芯片,外观呈正方形、长方形、正方形。

在此之前,Raja曾经展示过它们的正面设计,以及2 Tile版本的背面设计。

目前还不清楚Xe HP内部多芯片是如何封装连接的,估计会采用EMIB或者Co-EMIB,同时内部集成最新的HBM2e高带宽显存。

按照Intel给出的数据,1/2/4 Tile不同规格的Xe HP可以实现完美的性能提升,比如说FP32峰值浮点性能,2 Tile、4 Tile成绩正好是1 Tile的两倍、四倍。

Intel Xe显卡分为四大版本,都基于同样的底层架构,但针对不同的应用场景做分别优化:

Xe LP:低功耗优化,Intel 10nm SuperFin工艺制造,单区块设计,可以集成在处理器内,比如说即将发布的Tiger Lake,也可以做成独立显卡,比如说针对移动内容创作的DG1、面向流传输的SG1,已经投产。

Xe HPG:近期新增的版本,独显游戏优化,外包制造,支持光线追踪、GDDR6显存,目前正在实验室中,具体产品未公布。

Xe HP:机器学习和媒体优化,Intel 10nm SuperFin增强版工艺制造,支持1/2/4 Tile,支持HBM2e显存,目前正在实验室中,具体产品未公布。

Xe HPC:高性能计算和机器学习优化,不同版本采用不同工艺,包括Intel 10nm SuperFin及增强版、下一代工艺(7nm)、外包共四种。1/2 Tile封装,HBM2e显存,Xe Link互连总线,Co-EMIB封装,已公布产品Ponte Vecchio,支持六颗芯片并行,目前正在设计中。

再看服务器端,首先从工艺说起。

10nm可以说是Intel制程工艺历史上最艰难的一段路程,最初规划的Cannon Lake无奈流产,已经发布的Ice Lake其实是第二代10nm+工艺了,但也仅限低功耗轻薄本平台,即便是加入SuperFin全新晶体管技术的第三代10nm++ Tiger Lake依然停留在低功耗领域。

桌面上的Intel 10nm至少要到明年底,而在服务器端,Ice Lake-SP将在今年下半年发布,和已推出的Cooper Lake同属于第三代可扩展至强。

HotChips 2020大会上,Intel首次公布了Ice Lake-SP的诸多架构细节。

Ice Lake-SP采用了和移动端Ice Lake-U/Y系列相同的第二代10nm+工艺,同样集成全新的Sunny Cove CPU架构,支持双路和单路,并针对数据中心负载应用做了弹性、平衡性优化,以提升吞吐能力和单核性能。

Ice Lake-SP采用升级的Mesh网格状架构设计,已公布的架构图上最多28个核心(56个线程),和前两代产品一致,但是推测肯定还会有更多核心的版本,不然在AMD 64核心的霄龙之前根本扛不住。

另一方面,频率可以说是Intel 10nm工艺的致命伤,Ice Lake-U系列最高才能加速到4.1GHz,Ice Lake-SP能跑多高暂未披露,但肯定也不会太乐观,官方只是说IPC性能相比于第二代的Cascade Lake提升了大约13%。

同时,Ice Lake-SP支持的内存通道数从6个增至8个,继续支持DDR4内存、傲腾持久内存,输入输出则加入了原生PCIe 4.0,只是未透露具体多少通道。

指令集方面,Ice Lake-SP加入了第二个FMA-512单元,并新增支持AVX-512 VPMADD52、Vector-AES、Vector Carry-less Multiply、GFNI、SHA-NI、Vector POPCNT、Bit Shuffle、Vector BMI。

Intel声称,不同的新指令集可以带来少则1.5倍、多则8倍的性能提升。

对更多技术细节感兴趣的看幻灯片吧……

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